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关于碱性蚀刻废液的应用研究 摘要 ：印制电路板制造过程中能够产生一种大量的含铜废液，即碱性蚀刻废液，而对这种工业废水的回 收处理和再利用具备可观的经济收益和深远的环保意义。本文梳理了碱性蚀刻废液处理及回收有用部分的工艺 流程、技术特点和产品质量，综合比较了不同处理路径的优势和劣势，简要介绍了沉淀母液里面少量铜离子的 去除办法，即让它再生回用于碱性蚀刻液的连续生产。碱性蚀刻废液的再生利用能够提高生产效率，起到节约 资源和保护环境的作用，也符合可持续的科学发展观。 关键词：碱性蚀刻废液；铜的回收；综合利用 1.概述 碱性蚀刻废液是多层印制电路板（PCB）外层电路图形制作过程及纯锡印制电路板蚀刻过 程中产生的一种碱性含铜废水，其大致组成为 CuCl 、NH Cl 和 NH ·HO，其中铜元素的浓度为 2 4 3 2 140~160 g/L，pH 为 8.0~8.5，密度约为 1.2 g/mL[1]。如果作为废水对外排放，碱性PCB 废液 对河流、土壤等环境造成严重的危害且时间久、消解难，同时也造成巨大的资源浪费。伴随着 电子产业的逐步扩大，碱性蚀刻废液的排放速率正逐年增加，对环境的危害也随之越来越大。 从上世纪年七十年代以来，学者及工程师们均深入探索 PCB 废水的净化技术以及走向实际 [2,3] [4] 工业化。迄今为止，已然提出并投入工业化的有诸如金属置换法 ，酸碱中和法 和溶剂萃 取电解沉积法[5,6]之类的技术手段。本文主要进行文献整理，综合分析比较各种碱性蚀刻废水 的处理技术以及相关具有一定典型性的工艺，就资源循环回收利用这一方面，综述了数类以碱 性 PCB 废水为原料生产铜的技术路线。除此之外，在分离含铜溶液之后，将母液重新加工得到 碱性 PCB 液，不仅能够制取丰富的 NH Cl，而且能够降低废液的外排，给与 PCB 厂家经营人员 4 一定的技术指导。 2.碱性蚀刻废液处理方式 目前，碱性蚀刻废液主要有三种处理方式，即在线(on-line)方式、进线方式 (in-line)和 线外(off-line)方式等[1]。分别用在线流程、进线流程和线外流程来进行描述，如图 1 所示。 图 1 碱性蚀刻废液处理流程 在线流程一般选取溶剂萃取工艺，它可以和 PCB 制造主流程组装成一个整体化流程，处理 过程与生产过程进行耦合，可以在一个地点同时进行。经过溶剂萃取所获取的含 Cu 溶液里面 的 Cu 元素的质量分数其实并不算高，在通过工艺控制等手段之后能够循环回流至碱性蚀刻主 流程。反萃取液一般能够通过电解沉积工艺或者是结晶工艺进行加工，其可最终制备得到 Cu 及其无机酸盐类。通常来说，经过电解沉积这个工艺来制备 Cu 是最佳选择，能够显著提高目 标产物的经济价值。 就现有工业化案例而言，离线工艺一般选取两类技术手段，其一为通过增添碱性溶液以制 备 CuO[7]，通常称之为碱化法，其二为选择和酸性 PCB 废水进行混合发生中和反应制备 Cu(OH)Cl 及 CuSO4[4]，即酸碱中和法。既然将其称为离线工艺，也就是说这些技术手段都是位 于单独的制造工厂里面实施操作的。迄今为止，酸碱中和法仍然不失为离线处理 PCB 废水的最 佳选择。 进线流程一般采用铝粉置换法和高压氢还原法[3]。由于诸多技术限制，这两种工艺并未得 到工业应用，故进线流程在此不做讨论。 2.1 在线流程 在 PCB 制造进程里面，铜离子的含量会越来越高。以期使蚀刻速度稳定在较佳的水平，有 必要持续向外释放一定量的废液，同时也需要向其中增添一定量的子液，即 NH -NH Cl 水溶液。 3 4 该工艺路线如图 2[1]。 图2 碱性蚀刻废液溶剂萃取流程 这个工艺含有两个萃取工序以及一个反萃取工序。第一段萃取工序里面，碱性 PCB 废水先